Дізнайтеся про роль MES, Індустрії 4.0, штучного інтелекту, кібербезпеки OT та енергоефективності у виробничих процесах.

MES і системи управління виробництвом

MES, або система управління виконанням виробництва, — це програмне забезпечення, яке заповнює розрив між рівнем планування та виробничим рівнем. Система планування ресурсів верхнього рівня відповідає на запитання «що виробляти», а виробнича автоматизація вирішує, «як виробляти». MES натомість дає відповіді на запитання «що фактично вироблено, скільки часу це зайняло, де виникли простої, які матеріали використано». MOM , тобто управління виробничими операціями, розширює це охоплення, включаючи процеси управління якістю, технічного обслуговування та управління запасами.

Збирання виробничих даних — основа впровадження MES. Дані, введені вручну, надходять із запізненням, є неповними та надто оптимістичними; отримані безпосередньо з машин — відображають реальність. Тому проєкти MES зазвичай починаються з підключення виробничого обладнання: зчитуються сигнали машин, автоматично класифікуються простої, а від оператора запитується лише та інформація, яку машина не може визначити самостійно.

Простежуваність — один із найвідчутніших результатів застосування MES. Якщо зафіксовано, який виріб виготовлено із сировини якої партії, на якій машині, у зміну якого оператора та з якими параметрами, скарга клієнта може обмежитися відповідною партією, а не перетворитися на відкликання всіх складських запасів. В автомобільних, харчових, фармацевтичних та оборонних ланцюгах постачання ця можливість часто є обов’язковою умовою для постачальника.

Найпоширеніша помилка під час впровадження системи управління виробництвом — дослівне перенесення наявних паперових форм на екран. Дізнатися, як окремо опрацьовуються процеси виконання виробництва, управління якістю, планування та лабораторні процеси, можна на сторінках Opcenter: виконання виробництва, Opcenter: управління якістю, Розширене планування та складання розкладів і Дослідження, розробки та лабораторія . Цифровізація — це можливість переглянути сам процес; оцифрування форми лише відтворює ту саму неефективність на екрані.

Індустрія 4.0, інтернет речей і розумне виробництво

Індустрія 4.0 описує підхід, що передбачає об’єднання виробничих активів у мережу, збирання даних у реальному часі та ухвалення рішень на основі цих даних. Інтернет речей , або IoT, є технічною основою цього підходу: датчики, контролери та машини генерують дані й передають їх мережею; промисловий інтернет речей, або IIoT, — це адаптація цієї концепції до виробничого середовища.

Розумне виробництво — це не просто підключене до мережі підприємство, а підприємство, що перетворює зібрані дані на рішення. Саме лише передавання даних машиною ще не робить виробництво розумним. Про розумне виробництво можна говорити, якщо після перевищення порогового значення створюється наряд на технічне обслуговування, виробничий план оновлюється відповідно до фактичної потужності, а відхилення якості виявляється ще до того, як воно призведе до зупинки лінії.

У проєктах цифрової трансформації слід дотримуватися реалістичної послідовності. Спочатку — можливість вимірювання: якщо неможливо отримати надійні дані з машин, кожен наступний рівень спиратиметься на припущення. Далі — наочність: дані мають бути подані у формі, зрозумілій тому, хто ухвалюватиме рішення. Останній етап — автономність: система ухвалює певні рішення без підтвердження людиною. Проєкти, які оминають цю послідовність, створюють ефектні інформаційні панелі, але не змінюють практику роботи на виробництві.

Цифровий двійник — це віртуальний відповідник фізичного об’єкта або процесу. Моделювання нової лінії до її введення в експлуатацію дає змогу випробувати програмне забезпечення керування не на виробничому майданчику, а за робочим столом; це суттєво скорочує час введення в експлуатацію та знижує ризики на майданчику.

Штучний інтелект і промислова обробка зображень

Штучний інтелект у виробничому середовищі найчастіше застосовується за трьома напрямами: візуальний контроль, прогнозне технічне обслуговування та оптимізація процесів. Їх об’єднує те, що це завдання, для яких недоцільно прописувати правила, але можна надати приклади.

Промислова обробка зображень використовує камеру та систему освітлення для отримання зображення виробу й виконання вимірювань, зчитування або виявлення дефектів. Класична обробка зображень залишається найнадійнішим методом для чітко визначених геометричних перевірок; сюди належать перевірка розмірів, контроль наявності та зчитування кодів. Підходи на основі глибокого навчання натомість мають перевагу у виявленні дефектів, які важко описати, як-от подряпини, плями та порушення текстури.

У проєктах обробки зображень успіх часто визначає не алгоритм, а освітлення. Для сцени, освітленої під правильним кутом і світлом із відповідною довжиною хвилі, може бути достатньо простої порогової обробки, тоді як за поганого освітлення навіть найсучасніша модель працюватиме нестабільно.

Прогнозне технічне обслуговування спрямоване на виявлення сигналів, які обладнання подає до виникнення несправності. Воно ґрунтується на даних вібрації, сигнатурі струму, температурі та акустичних даних. На відміну від профілактичного обслуговування за календарним графіком, роботи виконуються тоді, коли вони потрібні; це зменшує як витрати на зайве обслуговування, так і непередбачені простої. Однак для побудови змістовної моделі необхідно збирати дані протягом достатнього часу та розмічати приклади реальних несправностей. Тому прогнозне технічне обслуговування — це не разове впровадження, а програма, що потребує постійної роботи.

Кібербезпека OT та захист операційних технологій

Операційні технології, або OT, — це сукупність систем, які керують фізичними процесами. Основна відмінність від інформаційних технологій полягає в порядку пріоритетів: в інформаційних системах на першому місці конфіденційність, а у виробничих — безперервність роботи та безпека людей. На більшості підприємств неможливо довільно зупинити виробничу лінію для встановлення оновлення безпеки.

Значна частина контролерів на виробництві використовує протоколи, розроблені без урахування підключення до інтернету; у більшості з них немає автентифікації та шифрування. Тому перший крок у забезпеченні безпеки OT — інвентаризація активів: неможливо захистити мережу, не знаючи, що в ній є. Додаткові заходи на рівні корпоративної мережі описано в розділі наших послуг із кібербезпеки . Далі йде сегментація мережі: багаторівневе відокремлення виробничої мережі від корпоративної мережі та інтернету запобігає зупинці лінії через шкідливе програмне забезпечення, що поширилося з одного клієнтського пристрою.

Віддалений доступ — найкритичніший аспект безпеки OT. Доступ, який виробники машин запитують для технічного обслуговування, без належного контролю перетворюється на постійно відкритий вхід у систему. Надання доступу за запитом, запис сеансів і скасування прав після завершення робіт необхідні як із погляду безпеки, так і для визначення відповідальності.

У промисловій кібербезпеці процеси так само важливі, як і технології. Регулярне створення резервних копій і реальне проведення навчань із відновлення забезпечують безперервність роботи краще, ніж більшість засобів захисту.

Сталий розвиток та енергоефективність

На виробничих підприємствах сталий розвиток — це вже не лише корпоративна мета, а й комерційна необхідність. Для участі в ланцюгах постачання вимагається звітність про енергоспоживання на одиницю продукції та вуглецевий слід. Достовірність цієї звітності залежить від вимірювання споживання на рівні машин і ліній.

Внесок автоматизації в енергоефективність має два напрями. Перший — пряма економія: регулювання швидкості за допомогою приводів, запобігання роботі на холостому ходу, моніторинг витоків стисненого повітря та рекуперація тепла. Другий — прозорість: коли відомо, який виріб на якій лінії та з якими витратами енергії виготовлено, виробничий план можна формувати з урахуванням вартості енергії.

Зменшення відходів і виробничих втрат — також вимірюваний складник сталого розвитку. Завдяки ранньому попередженню від лінії зменшується обсяг дефектної партії; відбраковування неякісних виробів у процесі виробництва за допомогою обробки зображень запобігає їх подальшій обробці на наступних станціях і додатковому споживанню ресурсів.